Descoberta de novo tipo de supernova esclarece mistério medieval
Tipos de supernovas
Uma equipe internacional de astrônomos observou o primeiro exemplar de
um novo tipo de supernova, a explosão final que marca a morte de uma estrela. A descoberta, confirmando uma previsão teórica feita há quatro décadas,
pode levar a novos insights sobre a vida e a morte das estrelas. Historicamente, as supernovas se dividem em dois tipos principais:
explosão por colapso termonuclear e explosão por colapso do núcleo de ferro.
Uma supernova termonuclear é a explosão de uma estrela anã branca após
ganhar matéria em um sistema estelar binário. Essas anãs brancas são os núcleos
densos que restam depois que uma estrela de massa relativamente baixa - cerca de
8 vezes a massa do Sol - atinge o fim de sua vida.
Uma supernova com colapso do núcleo de ferro ocorre quando uma estrela
massiva - uma com mais de 10 vezes a massa do Sol - fica sem combustível
nuclear e seu núcleo de ferro colapsa, criando um buraco negro ou uma estrela
de nêutrons.
Supernova de captura de elétrons
Em 1980, Kenichi Nomoto, da Universidade de Tóquio, previu um terceiro
tipo, chamado supernova de captura de elétrons. Essas estrelas não conseguiriam
mais manter a fusão nuclear quando seus núcleos são feitos de oxigênio, neônio
e magnésio - elas não seriam massivas o suficiente para criar ferro. A gravidade está sempre tentando esmagar uma estrela, mas o que impede
a maioria delas de entrar em colapso é justamente a fusão nuclear contínua ou,
em núcleos onde a fusão parou, o fato de a gravidade não ser suficiente para
compactar ainda mais os átomos.
Em uma supernova de captura de elétrons, alguns dos elétrons no núcleo
estelar de oxigênio-neônio-magnésio são esmagados em seus núcleos atômicos em
um processo chamado "captura de elétrons". Essa remoção de elétrons
faz com que o núcleo da estrela se curve sob seu próprio peso e entre em
colapso, criando então a supernova de captura de elétrons.
A teoria de Nomoto dava dicas importantes sobre o que procurar: Por
exemplo, a estrela que dá origem à supernova de captura de elétrons deve ter um
brilho fraco, ter pouco decaimento radioativo e ter elementos ricos em nêutrons
no núcleo. É uma composição química bastante incomum e, por decorrência, a
estrela deve gerar um espectro de emissão também bastante raro.
E é este espectro que os astrônomos vêm procurando desde então.
Impressões artísticas de uma estrela superassintótica e seu núcleo composto de oxigênio, neônio e magnésio. Este é o estado final de estrelas com cerca de 8 a 10 massas solares. Quando o núcleo se torna denso o suficiente, o neônio e o magnésio começam a consumir elétrons, reduzindo a pressão do núcleo e fazendo-o colapsar, gerando a explosão final da estrela. [Imagem: S. Wilkinson/Las Cumbres Observatory]
Confirmação
A supernova 2018zd foi detectada em março de 2018, cerca de três horas
após a explosão. Imagens de arquivo dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer
mostraram que lá havia um objeto tênue, que provavelmente era a estrela
original antes da explosão.
Por sorte, a supernova está relativamente perto da Terra, a uma
distância de cerca de 31 milhões de anos-luz, na galáxia NGC2146. Usando
dezenas de telescópios, os astrônomos então coletaram informações sobre a
supernova durante dois anos, com os dados mostrando que a SN 2018zd tinha
muitas características incomuns, algumas das quais vistas pela primeira vez.
"Os espectros do Keck [telescópio instalado no Monte Mauna Kea, no
Havaí] que observamos confirmam claramente que a SN 2018zd é nosso melhor
candidato a ser uma supernova de captura de elétrons," destacou Stefano
Valenti, da Universidade da Califórnia em Davis.
Este é o estado atual da Nebulosa do Caranguejo, uma explosão que iluminou os céus durante dias na Idade Média.[Imagem: NASA-ESA-NRAO/AUI/NSF-G. Dubner]
Mistério da supernova medieval
Esta descoberta também ilumina um dos mistérios mais famosos da
astronomia, uma supernova que brilhou aqui mesmo na Via Láctea, no ano de 1054. De acordo com registros chineses e japoneses, a "estrela" era
tão brilhante que pode ser vista durante o dia por 23 dias e à noite por quase
dois anos.
O novo resultado aumenta a confiança de que a histórica SN 1054 tenha
sido mesmo uma supernova de captura de elétrons.
Os dados também explicam por que essa supernova medieval era tão brilhante
em comparação com o que é previsto pelos modelos: Sua luminosidade foi
provavelmente ampliada pelo material ejetado da supernova colidindo com o
material lançado pela estrela progenitora, como foi se viu agora acontecer na
SN 2018zd.
Fonte: Inovação Tecnológica
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